CN1650171B - 分析用具 - Google Patents

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Abstract

分析用具(A1)的毛细管(3)通过由第一部件(1)覆盖第二部件(2)的槽(30)的开口部分构造而成。作为粘接第一部件(1)和第二部件(2)的方法，使第一部件(1)具备具有自粘性的弹性体的粘接用面(11a)。这样，第一部件(1)和第二部件(2)的粘接被简易化，槽(30)周围的密封性变得良好。

Description

分析用具
技术领域
本发明涉及用于分析体液或其他液体状的试料的分析用具。
背景技术
将目前的分析用具表示在图11A、11B中。该分析用具是将基板90和盖体91重叠粘接形成毛细管92的。毛细管92通过由盖体91堵塞设置在基板90的上面的槽92a的上部开口构造而成。在该分析用具中，如果向设置在盖体91上的试料导入口93内供给液体状的试料，那么该试料就因毛细管现象按箭头Na方向在毛细管92内流通。在该试料在毛细管92内流通的过程中，可使试药与该试料混合，产生特定的反应，或者进行试料的成分分离，根据这样的方法来进行上述试料的分析。
目前，有时将基板90或盖体91做成玻璃制品或硅制品。采用这种材质时，通过使用比如水玻璃接合或者阳极接合，可以将基板90或盖体91高精度地粘接起来。但是，由于玻璃或硅的加工不容易进行，所以，在该情况下，会招致分析用具的制造成本变高这样的不利。
因此，近年来，以追求降低基板90或盖体91的零件成本为目的，将它们做成合成树脂的例子逐渐增多。在该情况下，作为粘接基板90和盖体91的方法，采用使用粘接剂的方法或者利用超声波的熔接方法。
可是，在这种现有技术中，具有如下缺点。
第一，将毛细管92准确地规定在希望尺寸内是困难的。如图12所示，在利用粘接剂80将基板90和盖体91粘接起来的情况下，毛细管92的纵宽(分析用具的厚度方向的宽度)H实质上成为槽92a的深度h1和粘接剂80的厚度h2的和的尺寸。但是，均匀地将粘接剂80涂成特定的厚度是困难的。因此，因粘接剂80的厚度不均，有时不能将毛细管92加工成所希望的纵宽。另一方面，在利用超声波的方法中，在粘接面上形成有凸缘状的突起(图示略)，通过向该突起施加超声波，加热该突起使其变形。此时，上述变形部分比如以10μm左右的振幅振动。因此，有时因该振动上述突起的变形程度不一定，毛细管92达不到所期望尺寸。如果毛细管92不能加工成本来的适当尺寸，那么毛细管92内的试料的流通速度或流通量等条件就会与原来追求的条件不同，因此，最终获得的分析值会变得不正确。
第二，毛细管92的形状复杂时，分析用具的制造变得繁杂。在向基板90涂粘接剂80的情况下，为了使粘接剂80不致进入到槽92a内，需要适当地避开槽92a。因此，在毛细管92的形状复杂的情况下，配合这种形状涂敷粘接剂的作业变得麻烦且困难。另一方面，在利用超声波的方法中，需要使熔接用的突起与毛细管92的形状正确地对应形成。因此，在该情况下，毛细管92的形状复杂时，也成为难于对其处理的工作。
第三，毛细管92的周围的密封性变差。在向基板90涂粘接剂80的情况下，如果存在比如槽92a的边缘没有涂上粘接剂的部分，该部分就会成为连接毛细管92的间隙，试料有可能不当进入该部分。这种担忧，在利用超声波的情况下也存在。特别是在用树脂成形基板90或盖体91的情况下，在它们上面产生弯曲等，有时它们的粘接面的平面度变低，在这种情况下，毛细管92的周围的密封性变得更差。
近年来，通过使化学分析系统的构成部件小型化且集成，追求系统整体的小型化研究变得流行起来。如果实现了分析系统的小型化，除了实现系统的低价格化，还可以做到：减少作为分析对象的试料、缩短分析时间、减少系统运转所需电力消费量，并减少分析结束后的废液量等等。为了响应这种化学分析系统小型化的趋势，在将上述分析用具小型化的情况下，需要将毛细管92做得更微细，且做成正确的尺寸，通过利用粘接剂或超声波使基板90和盖体91粘接的方法，已难以切实地响应这种要求。
发明内容
本发明以提供一种可消除或减轻上述问题点的分析用具为目的。
由本发明的第一方面所提供的分析用具的特征在于：具备：互相重合的第一及第二部件和构成为在这些第一及第二部件的之一上设置的槽的开口部分为另一部件所覆盖的毛细管，上述第一部件具备具有自粘性的弹性体的粘接用面，通过该粘接用面，上述第一及第二部件被粘接在一起。
优选是，上述第一部件具有在非自粘性的基座部件上粘接有具有自粘性的弹性体的薄片的构造，该薄片的一面被作为上述粘接用面。
优选是，上述第一部件的整体为具有自粘性的弹性体。
优选是，上述第二部件由非自粘性的材料制成，在所述第二部件上设置有上述槽。
优选是，上述第二部件为在其一面上有底状地形成有上述槽的板状或片状，上述第一部件被粘接在上述第二部件的上述一面上。
优选是，上述毛细管的一端分支为多个通路，且在这些通路上，连接形成有试料接受部和试药接受部，在上述毛细管的另一端，连接形成有用于使试料和试药反应的反应部。
优选是，涉及本发明的分析用具具备多个第二部件，上述第一部件在厚度方向上贯通形成有上述槽，且表面及背面都被作为所述粘接用面的板状或片状，上述多个第二部件被粘接在上述第一部件的表面及背面上。
优选是，本发明的分析用具具备多个第一部件，上述第二部件为在厚度方向上贯通形成有上述槽的板状或片状，上述多个第一部件被粘接在上述第二部件的表面及背面上。
优选是，所述毛细管的一端被作为试料导入口而形成的同时，在上述毛细管内设置有包含试药的反应部。
由本发明的第二方面所提供的分析用具的特征在于，具备：互相重合的第一及第二部件和通过设置在上述第一部件上的槽的开口部为上述第二部件所覆盖而构造形成的毛细管，上述第二部件由弹性体制成，还具备将上述第二部件按压在上述第一部件上的第三部件。
优选是，在上述第一及第三部件之间夹着上述第二部件，上述第三部件的一部分在上述第二部件的外周处被粘接在上述第一部件上。
优选是，上述第三部件在上述第二部件的外周处具有与上述第一部件接合用的凸部，该凸部和上述第一部件的连接部分被粘接在一起。
优选是，上述第三部件为具有挠性的板状或片状，通过上述第三部件进行弯曲变形，所述第三部件的外周边接触上述第一部件，这些接触部分被粘接在一起。
关于本发明的其他特征及优点，从以下进行的发明实施方式的说明中，会更加明确。
附图说明
图1为表示涉及本发明的分析用具的一实施方式的立体图。
图2为图1的II-II截面图。
图3为图1所示的分析用具的分解立体图。
图4为表示本发明的分析用具的其他实施方式的立体图。
图5为图4的V-V截面图。
图6为图4所示的分析用具的分解立体图。
图7为表示图4所示的分析用具的隔板的其他方式的截面图。
图8为表示涉及本发明的分析用具的其他实施方式的截面图。
图9为表示涉及本发明的分析用具的其他实施方式的截面图。
图10为表示涉及本发明的分析用具的其他实施方式的截面图。
图11A为现有技术的截面图；图11B为图11A的XI-XI截面图。
图12为现有技术的重要部位放大截面图。
具体实施方式
以下，关于本发明的理想实施方式，参照附图进行具体地说明。
图1～图3表示涉及本发明的分析用具的一实施方式。本实施方式的分析用具A1具备盖体1和基板2，具有在它们之间设置毛细管3的构造。盖体1和基板2相当于本发明中所称的第一及第二部件的一例子。
盖体1为具有挠性的矩形板状或片状，具有基座部件10和由具有自粘性的弹性体制成的薄片11被层叠的构造。作为薄片11的具体材质，比如可以举出硅橡胶，但作为发挥自粘性的弹性体，也有除此之外的材质，本发明中，其具体的材质并不被限定。但是，该弹性体优选是通过与试料接触而不会影响试料的分析结果的材质。薄片11本身为其两面具有粘性的部件，利用其一面的粘性粘接在基座部件10上。与该薄片11的上述一面相反的一面为用于使盖体1粘接在基板2上的粘接用面11a。基座部件10为非自粘性的合成树脂制产品。
基板2为与盖体1相同的矩形板状或片状，呈非自粘性的合成树脂制产品。在该基板2上面设置有构成毛细管3的细宽有底状的槽30。该槽30从加长其距离促进后述的试料和试药混合等的观点出发，设置成蛇行状。该槽30的一端一分为二，在该分歧部位连接着分别设置成凹状的试料接受部21a和试药接受部21b。在槽30的另一端连接着设置成凹状的反应部22。
使盖体1的粘接用面11a接触在基板2的上面，盖体1被重叠在基板2上，并且，通过粘接用面11a的粘性粘接在基板2上。毛细管3通过槽30的上部开口为盖体1堵塞而构成。盖体1上设置有与基板2的试料接受部21a和试药接受部21b连通的试料导入口15a和试药导入口15b及与反应部22连通的测定用开口部16。
在该分析用具A1中，向试料导入口15a和试药导入口15b一供应液体状的试料及试药，它们就会通过毛细管现象在毛细管3内行进混合，一边进行特定的反应一边前进到反应部22。试料的分析，可以这样进行：比如，利用光学测量装置(图示略)通过测定用开口部16检查到达反应部22的试料和试药的混合液的光学特性。
该分析用具A1由于具有利用粘接用面11a的粘性直接将盖体1和基板2粘合在一起的构造，所以，与比如利用粘接剂或超声波将它们粘接在一起的情况不同，不需要在盖体1或基板2上涂敷粘接剂、进行施加超声波这样的作业，盖体1和基板2的粘接作业变容易了。毛细管3尽管蜿蜒成复杂的形状，但盖体1的粘接用面11a为平面原样即可，因此盖体1本身的制造也容易了。所以，能够降低分析用具A1的制造成本。
如上所述，在该分析用具A1中，因为在其制造时不需要粘接剂，所以与利用粘接剂的现有技术不同，不会因粘接剂的厚度不均导致毛细管3的尺寸错误。因此，将毛细管3做成希望的正确尺寸，可使试料及试药从试料导入口15a和试药导入口15b到达反应部22的时间或它们的混合程度等种种条件不会不适当。
在将盖体1和基板2粘接时，可以使盖体1的粘接用面11a密接在基板2的上面的大致整个区域(除了槽30的所处位置等的主动形成为凹状的部分)。因此，能够提高盖体1和基板2的粘接强度。而且，即使对于槽30的边缘，也能够使盖体1切实地粘接上，提高毛细管3周围的密封性。在因基板2发生弯曲变形，基板2的上面发生弯曲的情况下，通过使盖体1与其对应地发生弯曲，对于基板2，还是可以使盖体1密接上。
图4～图7表示涉及本发明的分析用具的其他实施方式。在图4以后的图中，对于与上述实施方式相同或类似的部件，赋予与上述实施方式相同的符号。
本实施方式的分析用具A2具备隔板1A、基板2A和盖体2B。隔板1A相当于本发明中所称的第一部件的具体例子，基板2A和盖体2B相当于本发明中所称的第二部件的具体例子。
隔板1A为具有挠性的板状或片状，用于构成毛细管3A的槽30a在厚度方向贯通形成。该隔板1A的下面或上面为具有自粘性的弹性体的粘接用面11a、11b。像这样作为用于将隔板1A的两面做成粘接用面11a、11b的一方法，有将隔板1A的整体做成具有自粘性的弹性体的方法。根据这种方法，隔板1A的制造变容易了。可是，代替这种方法，比如如图7所示，也可以采用这样的方法：在非自粘性的基座部件10A的上下两面贴合一对具有自粘性的弹性体的薄片11。
基板2A和盖体2B皆为非自粘性的合成树脂，呈大致矩形的板状或片状。在基板2A的上面设置有含试药的反应部29和一对电极28a、28b。盖体2B上设置有排除毛细管3A内空气用的孔27。
基板2A和盖体2B在其厚度方向上夹着隔板1A重合在一起，通过该隔板1A的粘接用面11a、11b的粘性粘接在隔板1A上。毛细管3A通过隔板1A的槽30a的上下开口部为基板2A和盖体2B所堵塞构造而成。该毛细管3A的一端朝该分析用具A2的一端面开口，该开口部分成为试料导入口39。
该分析用具A2中，一向试料导入口39供给液体状的试料，该试料就因毛细管现象在毛细管3A内移动，一到达反应部29就发生特定反应。通过利用一对电极28a、28b电性地检出其反应程度，可测定比如上述试料的特定成分的浓度。这种测定原理是比如用于测定血液中的葡萄糖浓度的，但是，通过变更反应部29的试药种类，也可以广泛用于其他成分的浓度测定。
该分析用具A2中，对于隔板1A，因为利用粘接用面11a、11b的粘性直接将基板2A和盖体2B贴合在一起，因此，与已述分析用具A1的情况相同，它们的贴合是容易的。而且，也能够将毛细管3A准确地做成所期望的尺寸。在毛细管3A不是原来的恰当尺寸的情况下，存在比如到达反应部29的试料量过多或者不足的可能，但是，在该分析用具A2中，这种可能性减小。另外，在该分析用具A2中，由于可以使隔板1A的粘接用面11a、11b各自的整个面密接在基板2A或盖体2B上，所以，可以获得毛细管3A周围的密封性变好等与关于分析用具1A所述的同样的种种优点。
本发明不周限于上述实施方式的内容。涉及本发明的分析用具的各部位的具体构造，可以自由进行种种设计变更。
在图8所示的构造中，设置了槽30a的隔板2C的上下两面不具有自粘性，基板1B和盖体1C分别具有自粘性的粘接用面11。换言之，该图所示的构造是这样的构造：具备具有自粘性的弹性体的粘接用面的两个第一部件之间，夹着第二部件。本发明中，也可以做成这种构造。
本发明可以适用于至少两个部件粘接在一起，且具有在这些粘接着的部件之间设置毛细管的构造的所有分析用具上。分析对象物质的具体种类或成分没有限定。也不管分析用具的具体使用方法。本发明中所称第一及第二部件的具体形状等，根据用途进行适当变更即可。本发明中，第一及第二部件也可以都做成具有自粘性粘接用面的构造。另外，本发明中，正如从上述说明中可理解那样，构成毛细管的槽，可以设置在第一及第二部件中任何一处上。
本发明也可以适用于分析用具的部件不是合成树脂的情况。具有自粘性的弹性体比如即使对于玻璃也发挥良好的粘性。因此，比如分析用具的一部分部件即使为玻璃，适用本发明，也能够获得本发明所追求的效果。
图9表示本发明的其他实施方式。
本实施方式的分析用具A3具备基板4和第一及第二盖体5A、5B。这些部件全部为非自粘性，该分析用具A3在未采用自粘性的部件这一点上，与上述的实施方式不同。基板4相当于本发明中所称第一部件的具体方式，第一及第二盖体5A、5B相当于本发明中所称第二及第三部件的具体方式
基板4为合成树脂制产品，比如呈矩形板状或片状，在其上面设置有构成毛细管3的有底状的槽30。第一盖体5A由弹性体构成，其弹性率(弹性系数)比基板4及第二盖体5B的弹性率还小。作为该第一盖体5A的具体材质方式，可以举出聚偏氯乙烯、乙烯-丙烯橡胶，但并不局限于此。第一盖体5A为比基板4小一周尺寸的矩形片状，重合在基板4的上面上。
第二盖体5B为比第一盖体5A尺寸大的矩形的大致板状或片状，在其外周边的全周或者大致全周上，设置有向下突出形状的凸部50。该第二盖体5B将第一盖体5A收容在由凸部50围成的空间51内地覆盖住第一盖体5A。凸部50的前端50a(下端部)熔接在基板4的上面上。在进行该熔接作业时，第二盖体5B在厚度方向上适度地压缩着第一盖体5A。
本实施方式的分析用具A3具有槽30的上部开口部为第一盖体5A所覆盖的毛细管3。在制作该分析用具A3时，无需使用粘接剂将第一盖体5A粘接在基板4上，将第一及第二盖体5A、5B重叠在基板4上，然后，通过利用加热器或超声波加热第二盖体5B的外周边熔接在基板4上即可。因此，其作业是容易的。第二盖体5B和基板4的熔接作业由于可以在离开毛细管3的位置实施，所以，上述熔接作业也不会影响到毛细管3的形成。
第一盖体5A为弹性体，由于处于为第二盖体5B的压力所适度压缩的状态，因此，该第一盖体5A的各部分密接在基板4的上面上。另外，即使基板4上多少产生弯曲变形，因为第一盖体5A也会配合该弯曲发生变形，故在这种情况下，第一盖体5A和基板4的密接性也得到了确保。因此，毛细管3周围的密封性变得良好。当然，第一盖体5A也可以做成不在基板4的上方浮起。因此，能够将毛细管3的纵宽规定在正确的尺寸上。
如上述实施方式那样，作为涉及本发明的分析用具，也可以做成采用非自粘性的弹性体的构造。作为第二盖体5B，也可以采用未设置上述凸部50的具有挠性的板状或片状。比如，如图10所示，该第二盖体5B上，也可以使向第一盖体5A的外周边周围突出的部分52重叠在基板4上，使该重叠部分熔接。即使是这种构造，也可以由第二盖体5B将第一盖体5A押在基板4的上面上，获得与上述分析用具A3同样的效果。作为用于将第二盖体5B粘接在基板4上的方法，不限于熔接，比如也可以使用粘接剂。使用粘接剂将第二盖体5B粘接在基板4上时，该粘接剂由于涂在第二盖体5B的外周边或者基板4的其对应位置即可，因此，与现有技术不同，在毛细管3的附近无需涂敷，其作业容易。
如图9及图10所示，即使在利用了本发明的非自粘性的弹性体构造的分析用具中，其具体的构造也可自由进行种种设计变更。比如，基板的具体形状，不局限于片状或者板状。

Claims (3)

1.一种液体试料利用毛细作用在毛细管内移动的分析用具，其特征在于：
具备：具有构成毛细管的槽的第一部件，
覆盖所述槽，构成所述毛细管的一个侧面的第二部件，和
将所述第二部件押在所述第一部件上的第三部件，
所述第一部件和所述第二部件互相重合，
通过用所述第二部件将形成在所述第一部件上的槽的开口部覆盖，形成所述毛细管，所述第二部件由弹性体构成，
在所述第一及第三部件之间夹着所述第二部件，
通过在所述第二部件的外周处将所述第三部件的一部分粘接在所述第一部件上，使所述第二部件在被压缩的状态下，以不粘接的状态与所述第一部件叠合密接，形成所述毛细管。
2.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：
所述第三部件在所述第二部件的外周处具有与所述第一部件接合的凸部，该凸部和所述第一部件的连接部分互相粘接。
3.如权利要求1所述的分析用具，其特征在于：
所述第三部件为具有挠性的板状或片状，通过所述第三部件进行弯曲变形，所述第三部件的外周边接触所述第一部件，这些接触部分互相粘接。
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